JP4142321B2 - 凝集沈殿装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質等を凝集・沈殿させて被処理液を清澄化する凝集沈殿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
凝集沈殿装置は、沈降分離方式の水処理装置の一種であり、原廃水等の被処理液に含まれている懸濁物質等を適当な添加剤により凝集しフロック化し、被処理液から懸濁物質等を沈殿除去しようとするものである。
【０００３】
従来一般の凝集沈殿装置としては、例えば特開2001-286704号公報によって開示されたものが知られている。この公報に記載された凝集沈殿装置においては、添加剤を添加することで懸濁物質等の凝集を行う筒状のミキシングチャンバが沈殿槽内の中心に直立状態で設けられており、ミキシングチャンバ内の凝集フロックを有する被処理液は、ディストリビュータにより沈殿槽内に分配供給されるようになっている。
【０００４】
ミキシングチャンバ内には、被処理液中の懸濁物質等の凝集を促進するために、被処理液と添加剤とを混合し撹拌するためのミキサ装置が設けられている。ミキサ装置は、ミキシングチャンバと同軸に配置されたミキサ筒体と、ミキサ筒体の外周面に取り付けられた複数枚の羽根（バッフル板ともいう）と、ミキサ筒体を回転駆動するミキサ駆動装置とから構成されている。
【０００５】
また、ディストリビュータは、ミキサ筒体を貫通して延びるセンタシャフトの下端部分に設けられており、前記ミキサ装置の駆動装置とは別個の駆動装置によって、回転駆動されるようになっている。ディストリビュータが回転駆動されると、ディストリビュータの吐出孔からフロック含有被処理液が吐出され、沈殿槽内に均等に分配供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の凝集沈殿装置においては、ディストリビュータのセンタシャフトがミキサ装置のミキサ筒体の内部を通っているため、ミキサ筒体の径を小さくするには限界があり、凝集沈殿装置自体の小型化にも限界があった。
【０００７】
また、ミキサ装置とディストリビュータが別個独立に駆動されるため、駆動装置が２台必要であり、ランニングコストが高価となるという問題もあった。
【０００８】
一方、ミキサ筒体とディストリビュータとを一体化することも考えられるが、かかる場合、それぞれに適した速度を選ぶことが困難となる。例えば、ディストリビュータの回転速度は比較的低速であるが、そのような低速でミキサ筒体を回転駆動しても、十分な攪拌効果が得られないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、小型化が可能でありランニングコストの低廉化が可能である凝集沈殿装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質や凝集フロック等を沈降分離させて被処理液を清澄化する凝集沈殿装置において、沈殿槽内に直立状態で固定されており、被処理液が導入される略円筒形状のミキシングチャンバと、ミキシングチャンバ内に同軸に配置され回転可能に支持されたセンタシャフトと、センタシャフトの外周面に取り付けられた、動翼として機能する第１のバッフル板と、センタシャフトに固定され、ミキシングチャンバ内の被処理液を沈殿槽内に分配供給するディストリビュータと、センタシャフトを回転駆動する駆動装置とを備え、ディストリビュータが、センタシャフトに固定され、ミキシングチャンバの下端に配置された回転支持体と、回転支持体の内部と連通し且つ回転支持体の外周面から径方向外方に延び、複数の吐出孔が形成されている吐出管とから構成されていることを特徴としている。また、本発明の凝集沈殿装置は、ミキシングチャンバの内周面に取り付けられた外側バッフル板を更に備えていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、１本のセンタシャフトに、攪拌・混合用のバッフル板と、ディストリビュータとが設けられるので、ミキシングチャンバの径を小さくすることができ、よって凝集沈殿装置の小型化を図ることができる。また、攪拌とデストリビュータによる被処理液の分配とが１台の駆動装置により可能となり、省力となる。更に、ミキシングチャンバの内周面にも、静翼として機能する第２のバッフル板が設けられた場合には、センタシャフトの第１のバッフル板と協働して十分な攪拌・混合効果が得られる。
【００１２】
また、本願発明者は、ミキシングチャンバを小型化することでミキシングチャンバ内に泡が発生しやすいことを見出した。そこで、ミキシングチャンバ内に発生する泡を消去すべく、水等の消泡剤をミキシングチャンバ内に供給する消泡剤供給手段を更に設けることが好ましい。
【００１３】
更に、凝集沈殿装置では、ゾーンの状態を確認するために、サイトガラスを沈殿槽の側壁に設けることが好ましい。しかしながら、沈殿槽の内側のサイトガラスの面は汚れやすい。そこで、サイトガラスの形状を垂直方向に延びる細長い形状とし、サイトガラスの内面に接して上下動可能となっているスクレ−パと、スクレーパの上下動を外部から操作可能とするために一端がスクレ−パに接続され他端が前記沈殿槽の外部に配置された紐体とを設けることが有効である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による凝集沈殿装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による凝集沈殿装置を概略的に示す断面図である。同図に示す凝集沈殿装置１０は、原廃水等の被処理液から懸濁物質や凝集フロックを沈降分離し、清澄化された上澄液を処理済み液として取り出すことのできる沈殿槽１２と、その内側に配置され、被処理液中の懸濁物質等を予め凝集しフロック化するためのミキシングチャンバ１４とを備えるタイプのものである。このタイプの凝集沈殿装置１０は、処理対象となる被処理液の特性に応じて、いわゆるスラッジブランケット型運転やスラリー循環型運転が可能で、排水処理、製紙白水回収、ＤＩＰ排水回収、苛性化緑液清澄、用水処理、無機物沈殿洗浄処理等の各種用途に適用することができる。
【００１６】
図示の凝集沈殿装置１０における沈殿槽１２は、鋼鉄製の底板１６と、鋼板製の側壁１８とから構成されたものである。側壁１８の上縁部には架台２０が架け渡されている。架台２０は、主として、各種メンテナンス作業時に作業員の作業スペースとされるものである。この架台２０の下方にはミキシングチャンバ１４が配設されている。ミキシングチャンバ１４は細長い略円筒形状であり、例えば、沈殿槽１２の槽深のおよそ３分の２程度の全長を有する。ミキシングチャンバ１４は、その中心軸線を沈殿槽１２の中心軸線と一致させた状態でブラケットを介して沈殿槽１２の側壁１８に固定されれている。これにより、ミキシングチャンバ１４は、沈殿槽１２内に直立状態で固定されると共に、ミキシングチャンバ１４の下端と沈殿槽１２の底面との間に所定の間隔（空間）が形成される。
【００１７】
ミキシングチャンバ１４の上部には、原廃水等の被処理液が導入される導入管２４が接続されている。すなわち、この凝集沈殿装置１０では、被処理液が先ず導入管２４を介してミキシングチャンバ１４内に導入されることになる。
【００１８】
また、ミキシングチャンバ１４内には、被処理液中の懸濁物質等を凝集させフロックを形成する各種添加剤を注入するための注入ノズル２６が配置されている。ミキシングチャンバ１４内に導入する添加剤としては高分子凝集剤等が用いられるが、被処理液及びその含有物質によって適宜選定されることは勿論である。
【００１９】
ミキシングチャンバ１４内には、センタシャフト３０が配置されている。このセンタシャフト３０は、ミキシングチャンバ１４内に同軸に配置されており、の上端部は架台２０において回転可能に支持されている。また、このセンタシャフト３０は、架台２０上に載置された駆動装置３２により凝集沈殿装置１０の運転時に回転駆動されるようになっている。
【００２０】
本実施形態では、ミキシングチャンバ１４内にはセンタシャフト３０が配置されるのみであり、従来構成におけるミキサ筒体の如きものはない。そのため、ミキシングチャンバ１４の径を所望の大きさにまで小さくすることができる。よって、ミキシングチャンバ１４を囲んでいる沈殿槽１２の側壁１８の径も所望の大きさにまで小さくすることができ、側壁１８の内径は従来構成の最小寸法である３５００ｍｍ以下、好ましくは２５００ｍｍ以下とすることができる。
【００２１】
センタシャフト３０の外周面には複数枚の内側バッフル板（動翼）３４が固着されている。また、ミキシングチャンバ１４の内周面にも複数枚の外側バッフル板（静翼）３６が固着されている。これにより、センタシャフト３０が回転駆動されると、ミキシングチャンバ１４内の被処理液は添加剤と効率的に攪拌・混合される。なお、バッフル板３４，３６の傾斜の向きは、所望の攪拌・混合効果が得られるよう、適宜決定される。
【００２２】
また、センタシャフト３０の下部部分はミキシングチャンバ１４の下端よりも下方に延び、その下端部は底板１６の中央部に設けられた汚泥引抜き用凹部３８に達し、凹部３８内に配置された軸受によって回転可能に支持されている。
【００２３】
センタシャフト３０の下部部分であって、ミキシングチャンバ１４の下端の直下の部分には、ディストリビュータ４０が固定されている。ディストリビュータ４０は、基本的には、センタシャフト３０に同軸に固定されミキシングチャンバ１４の下端部を閉じるよう配置されたカップ状の回転支持体４２と、回転支持体４２の内部と連通し且つ回転支持体４２の外周面から径方向外方に水平に延びる複数本の吐出管４４とから構成されている。各吐出管４４には、その長手方向に沿って一列に複数の吐出孔が穿設されている。凝集沈殿装置１０の運転時には、ディストリビュータ４０が駆動装置３２によってセンタシャフト３０と共に回転され、ミキシングチャンバ１４内の凝集フロックを含む被処理液は吐出管４４の吐出孔から円を描きながら沈殿槽１２内に吐出され分配供給される。
【００２４】
ディストリビュータ４０よりも下方のセンタシャフト３０には、ディストリビュータ４０と共に回転するレーキ４６が取り付けられている。レーキ４６は、吐出管４４から吐出された被処理液中の凝集フロックが沈降して形成する汚泥を槽底板１６中央の汚泥引抜き用凹部３８に掻き寄せるためのものである。これにより、沈殿槽１２内のディストリビュータ４０よりも下方の領域に濃縮汚泥層が形成される。汚泥引抜き用凹部３８に集められた汚泥は、汚泥引抜管４８を通して系外に排出される。なお、符号５０は凹部３８の内面に付着した汚泥を掻き出すためのスクレーパである。
【００２５】
また、ミキシングチャンバ１４の上部には消泡剤供給管（消泡剤供給手段）５２が配設されており、その噴出口がミキシングチャンバ１４内に配置されている。この消泡剤供給管５２の他端は図示しない消泡剤供給源に接続されており、ミキシングチャンバ１４内に泡が発生した時、或いは、定期的に、消泡剤が消泡剤供給管５２を通してミキシングチャンバ１４内に供給されるようになっている。なお、消泡剤としては水を使用することができる。
【００２６】
沈殿槽１２の側壁１８には縦長の矩形形状の開口が形成されており、そこにサイトガラス５４が液密に取り付けられている。このサイトガラス５４は、沈殿槽１２内の状態を視覚により観察するものである。また、沈殿槽１２の内部であって、サイトガラス５４の内面に隣接する位置には、スクレーパ５６が配置されている。スクレーパ５６は、棒体５８と、棒体５８の下端に取り付けられたスクレーパラバー６０とから構成されている。棒体５８は、側壁１８の内面に固定されたガイド部材６２により上下方向に移動可能に案内されるようになっており、棒体５８の移動によりスクレーパラバー６０はサイドガラス５４の下端から上端まで、サイドガラス５４の内面に接して移動することができる。
【００２７】
また、棒体５８の上端には紐体６８の一端が接続されている。この紐体６８は、沈殿槽１２の内部を上方に延び、沈殿槽１２の側壁１８上縁に設置されたプーリ６９，７０を経て、沈殿槽１２の外部にまで延びている。沈殿槽１２の外側に延びた紐体６８の部分は側壁１８の外面に沿って下方に延び、その他端は側壁１８の下部に設けられた取付部材７２に取り付けられている。紐体６８はスクレーパ５６の重量により緊張状態となっており、その状態ではスクレーパラバー６０はサイトガラス５４の下端に位置する。そして、沈殿槽１２の外部の紐体６８を下方に引っ張ると、スクレーパ５６が上方に移動してサイトガラス５４の内面から付着物がスクレーパラバー６０によって除去される。
【００２８】
次に、上述した凝集沈殿装置１０を用いて被処理液を清澄化する手順について簡単に説明する。
【００２９】
先ず、導入管２４から、被処理液をミキシングチャンバ１４内に供給する。ミキシングチャンバ１４内に供給された被処理液に対しては、注入ノズル２６の何れか又は全てから添加剤が注入される。これにより、添加剤による効果が長時間持続すると共に、沈降性の良好な凝集フロックが形成されることになる。そして、ミキシングチャンバ１４内の被処理液と添加剤とは駆動装置３２によってセンタシャフト３０と共に回転される内側バッフル板３４によって撹拌され、更に外側バッフル板３６の存在により効率的に攪拌・混合が進む。従って、ディストリビュータ４０に合わせてセンタシャフト３０の回転速度を低速としても、十分に被処理液を攪拌することができる。
【００３０】
なお、ミキシングチャンバ１４が小型化されることで、ミキシングチャンバ１４内の液面に泡が発生しやすくなるが、前述した消泡剤供給管５２から消泡剤を供給できるので、泡の発生による不具合は未然に回避することができる。
【００３１】
凝集フロックを含む被処理液は、ミキシングチャンバ１４の下端部に配置されたディストリビュータ４０における回転支持体４２から吐出管４４の吐出孔を通って沈殿槽１２内に供給される。これにより、沈殿槽１２内には均等な上昇流が発生し、ディストリビュータ４０の上方に、良好なスラッジブランケット層が形成される。
【００３２】
また、被処理液中の凝集フロックのうち、沈殿槽１２内で沈降分離したものは、沈殿槽１２の底部で汚泥層を形成する。沈殿槽１２の底板１６上ではレーキ４６によって汚泥が汚泥引抜き用凹部３８に掻き寄せられるので、汚泥層は濃縮された均質なものとなる。汚泥引抜き用凹部３８からは汚泥が随時引抜かれる。
【００３３】
一方、上昇流中には微細フロックその他の微細粒子も含まれるが、これらの微細フロック等はスラッジブランケット層の大きなフロックによって確実に捕捉され、上昇流から除去される。このようにして、上昇流からフロックその他の粒子類が沈降除去され、極めて清澄な上澄液が沈殿槽１２内を上昇し、清澄層が形成される。そして、上澄液は処理済み液として沈殿槽１２の上部の流出口７４から流出する。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、ミキシングチャンバ１４内に添加剤を注入するための注入ノズル２６を備えているが、このような注入ノズルを有しない凝集沈殿装置に対しても本発明は適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による凝集沈殿装置では、従来のものと同等の性能を維持しつつ小型化が可能であるため、狭いスペースしかない場所でも設置することができる。
【００３７】
また、小型化により液体から受ける負荷自体が少なくなるという理由に加えて、ディストリビュータと被処理液の攪拌とを１台の駆動装置により行うことができるので、ランニングコストが少なくてすむ、という効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による凝集沈殿装置の一実施形態を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０…凝集沈殿装置、１２…沈殿槽、１４…ミキシングチャンバ、１８…側壁、３０…センタシャフト、３２…駆動装置、３４…内側バッフル板、３６…外側バッフル板、４０…ディストリビュータ、４２…回転支持体、４４…吐出管、５２…消泡剤供給管、５４…サイトガラス、５６…スクレーパ、６８…紐体。

Claims (4)

1. 沈殿槽内で被処理液中の懸濁物質や凝集フロック等を沈降分離させて被処理液を清澄化する凝集沈殿装置において、
   前記沈殿槽内に直立状態で固定されており、被処理液が導入される略円筒形状のミキシングチャンバと、
   前記ミキシングチャンバ内に同軸に配置され回転可能に支持されたセンタシャフトと、
   前記センタシャフトの外周面に取り付けられた、動翼として機能する第１のバッフル板と、
   前記センタシャフトに取り付けられ、前記ミキシングチャンバ内の前記被処理液を前記沈殿槽内に分配供給するディストリビュータと、
   前記センタシャフトを回転駆動する駆動装置と
   を備え、
   前記ディストリビュータが、前記センタシャフトに固定され、前記ミキシングチャンバの下端に配置された回転支持体と、前記回転支持体の内部と連通し且つ前記回転支持体の外周面から径方向外方に延び、複数の吐出孔が形成されている吐出管とから構成されていることを特徴とする凝集沈殿装置。
2. 前記ミキシングチャンバの内周面に取り付けられた、静翼として機能する第２のバッフル板を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の凝集沈殿装置。
3. 前記ミキシングチャンバ内に発生する泡を消去すべく消泡剤を前記ミキシングチャンバ内に供給する消泡剤供給手段を更に備える請求項１又は２に記載の凝集沈殿装置。
4. 前記沈殿槽の内部を視覚により観察するために前記沈殿槽の側壁に設けられた、垂直方向に延びるサイトガラスと、前記サイトガラスの内面に接して上下動可能となっているスクレ−パと、前記スクレーパの上下動を外部から操作可能とするために一端が前記スクレ−パに接続され他端が前記沈殿槽の外部に配置された紐体と、を更に備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の凝集沈殿装置。

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